北师大版初中九年级物理专项素养综合练(七)与欧姆定律相关的极值范围问题课件

这是一份北师大版初中九年级物理专项素养综合练(七)与欧姆定律相关的极值范围问题课件，共11页。
1.(2024河南襄城期末)为了改善路况,专家研究出来一种新 型材料制作井盖,大大提高了井盖的抗压能力。某科技小组 为了测试该材料的抗压能力,取下来一小块样品进行抗压力 测试,
如图甲所示,将该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上, 闭合开关S,在样品上施加压力F,改变压力F的大小,进行多次 实验。已知压力传感器的电阻R随压力F变化的关系如图乙 所示,电源电压恒定不变,定值电阻R0=20 Ω。问:(g取10 N/kg) 
(1)压力为零时,电流表的示数为0.2 A,电源电压是多大?(2)经过多次实验,当电流为0.6 A时,该材料将要破损,该材料 承受的最大压力为多少?(3)科技小组想继续利用此装置改装为磅秤,如果要求该磅秤 能测量的最大质量为1 t,求该电路中允许的最大电流是多 少?
解析　定值电阻与压力传感器串联,电流表测量电路电流。 (1)由图乙可知,当压力为0时,压力传感器的电阻为100 Ω,由I = 可知,电源电压:U=I(R0+R)=0.2 A×(20 Ω+100 Ω)=24 V;(2)由I= 可知,当电流为0.6 A时,电路的总阻值:R总'= = =40 Ω,因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以压力传 感器的阻值:R'=R总'-R0=40 Ω-20 Ω=20 Ω,由图乙可知,当压力 传感器的阻值为20 Ω时,压力大小为6 000 N;(3)当物体质量 为1 t时,对磅秤的最大压力:F=G=mg=1×103 kg×10 N/kg=10 0
00 N,由图乙可知,磅秤能测量的最大压力为10 000 N时,压力 传感器的阻值为4 Ω,电路的总电阻:R总″=R″+R0=4 Ω+20 Ω =24 Ω,该电路中允许通过的最大电流:I″= = =1 A。
2.(新考向·项目式学习)(2024河北张家口宣化期中)如图所示, 电源电压恒为6 V,定值电阻R1=10 Ω。开关S闭合后,当滑动 变阻器R2接入电路的阻值为20 Ω时,通过电阻R1的电流为0.2 A。求:
(1)电压表的示数为多少?(2)R2两端的电压是多少?(3)将滑片P移动到滑动变阻器中点时,电压表的示数为1.5 V, 则滑动变阻器的最大阻值是多少?
解析　开关S闭合后,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电 流表测电路中的电流;(1)当滑动变阻器R2接入电路的阻值为 20 Ω时,通过电阻R1的电流为0.2 A,由欧姆定律可知,电压表 的示数为:U1=IR1=0.2 A×10 Ω=2 V;(2)滑动变阻器电阻R2两端 的电压为:U2=IR2=0.2 A×20 Ω=4 V;(3)当滑片P移动到滑动变 阻器中点时,电压表的示数为1.5 V,则电路中的电流为:I'= = =0.15 A,由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:R总= = =40 Ω,由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器